软启动永磁涡流联轴器的设计与参数研究

发布时间：2017-06-25 10:09

  本文关键词：软启动永磁涡流联轴器的设计与参数研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着对永磁材料研究的不断深入,永磁涡流联轴器得到了快速的发展。其作为一种先进的传动装置,相比于其他传动装置,有许多优点,如软启动、过载保护、调速调矩、降低安装对中性等。但近年来相关的研究只对部分参数进行了分析,缺少全面性的探索,导体盘结构形式单一,也缺少安装误差的研究。本课题的主要工作是研究永磁涡流联轴器,全面分析多个参数,并探讨安装误差和散热问题。首先对国内外相关文献进行了整理分析,并介绍了永磁涡流联轴器的基本工作原理、类型与基本结构。通过分析磁路和转矩的形成过程详细地说明了联轴器的工作过程。并针对7.5 kW的软启动永磁涡流联轴器进行了结构设计,主要包括联动机构的设计、转矩传递路径的选择以及整体结构的设计。其次使用ANSOFT仿真软件对永磁体参数和导体盘参数进行了详细地研究。永磁体参数主要包括永磁体材料、形状、占空比、数量、厚度以及内外径。永磁体的材料选择了钕铁硼N35,选定永磁体的形状为扇形结构,占空比考虑多种因素在75~80%之间选择,数量为14,厚度在16~18 mm内选定,内外径由转矩大小与其他空间结构共同决定。导体盘主要有四种结构类型,包括环状导体盘、条状导体盘、开槽导体盘以及开槽填充导体盘。本文对比分析了四种结构,确定了各自的优缺点,选择环状导体盘作为导体盘的结构。并对导体盘的厚度和内外径进行了仿真计算,导体盘厚度选择7 mm,导体盘内外径根据安装误差要求和传动轴的大小而定。最后分析了永磁涡流联轴器的安装误差,包括轴向间隙、径向距离和端面夹角。确定了轴向间隙可在2~5 mm之间进行调动,径向距离对传递转矩没有影响,端面夹角能够增加转矩大小,但在结构上会产生倾覆力矩,永磁涡流联轴器能够有效地承受安装误差。使用ANSOFT和ANSYS对联轴器的散热进行了联合仿真,得到7.5kW联轴器的自身结构能够满足散热要求的结论。对于较大功率型号,需要附加散热装置,本文对多种散热装置进行了介绍。本文得到了性能可靠的软启动永磁涡流联轴器,其研究方法以及结论为实际应用提供了理论参考。
【关键词】：软启动 涡流 永磁联轴器 散热
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH133.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 永磁涡流联轴器概述11-14
• 1.2.1 永磁涡流耦合器的工作原理及优点11-12
• 1.2.2 永磁涡流耦合器的种类12-14
• 1.3 永磁涡流联轴器的现状14-17
• 1.4 本课题研究内容17-18
• 1.5 关键技术18-19
• 2 结构设计与理论计算19-30
• 2.1 永磁涡流联轴器的基本结构与磁路分析19-21
• 2.2 麦克斯韦方程组21-24
• 2.2.1 高斯电场定律21-22
• 2.2.2 高斯磁场定律22
• 2.2.3 法拉第定律22-23
• 2.2.4 安培-麦克斯韦定律23-24
• 2.3 等效磁路法计算转矩大小24-26
• 2.4 软启动型永磁涡流联轴器的结构设计26-29
• 2.4.1 联动结构的设计26-27
• 2.4.2 转矩传递路径的设计27-29
• 2.4.3 整体结构的确定29
• 2.5 本章总结29-30
• 3 软启动永磁涡流联轴器的参数研究30-52
• 3.1 Ansoft Maxwell软件介绍30-31
• 3.2 永磁体盘的设计31-39
• 3.2.1 永磁体材料分析32-33
• 3.2.2 永磁体的形状33-35
• 3.2.3 永磁体的数量和占空比35-37
• 3.2.4 永磁体内外径37-38
• 3.2.5 永磁体的厚度38-39
• 3.3 导体盘参数分析39-49
• 3.3.1 环状铜盘39-42
• 3.3.2 条状导体42-44
• 3.3.3 开槽的导体盘44-46
• 3.3.4 开槽铜盘填充导磁体46-48
• 3.3.5 导磁体厚度48-49
• 3.4 气隙大小与转速差大小的影响49-51
• 3.5 本章总结51-52
• 4 软启动永磁体涡流联轴器的安装误差与散热52-64
• 4.1 安装误差52-56
• 4.1.1 轴向间距52-54
• 4.1.2 径向轴间距54-55
• 4.1.3 端面夹角55-56
• 4.2 转速差的确定56-57
• 4.3 散热分析57-63
• 4.3.1 热源的确定与散热路径的分析58-60
• 4.3.2 永磁涡流联轴器的联合仿真60-61
• 4.3.3 散热方式的分析61-63
• 4.4 本章总结63-64
• 5 总结64-66
• 5.1 结论64
• 5.2 研究展望64-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-71
• 个人简历、在学期间发表的学术论文和研究成果71

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 高庆忠;佟金锴;代康;;基于等效深度法的永磁涡流联轴器的涡电流分析与传递转矩计算[J];沈阳工程学院学报(自然科学版);2014年03期

2 ;[J];;年期

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 李申;软启动永磁涡流联轴器的设计与参数研究[D];郑州大学;2016年

2 苏洪伟;永磁涡流联轴器性能分析[D];吉林大学;2013年

3 张进;永磁涡流联轴器主要参数设计及传动性能研究[D];合肥工业大学;2013年

  本文关键词：软启动永磁涡流联轴器的设计与参数研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：481715